KR20130122278A - 주액공정을 포함하지 않는 이차전지의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주액공정을 포함하지 않고 이차전지를 제조하는 기술로서, 전극조립체를 전해액에 담지하여 충분히 젖게 한 후 전지케이스에 넣어 밀폐함으로써 주액 공정 및 진공 하에서의 웨팅(wetting) 공정을 거치지 않는다. 따라서, 간소화된 공정을 통해 전지 생산효율이 상승할 뿐만 아니라 전극에 전해액을 충분히 함침시키지 못해 발생하는 전극의 성능저하를 개선할 수 있다.

Description

주액공정을 포함하지 않는 이차전지의 제조방법{PROCESS FOR PREPARING SECONDARY BATTERY WITHOUT IMPREGNATION PROCESS}
본 발명은 주액공정을 포함하지 않는 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.
근래에는 다양한 모바일 및 멀티 컨텐츠 이용을 위해 이동이 가능한 에너지원이 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 리튬 이차전지가 사용되어 왔으며, 시간이 지날수록 소비자들은 더 큰 용량의 에너지를 필요로 하고 있다.
그러나, 현 시점에서는 전지의 에너지 밀도에 한계를 지니는바, 기존의 전지보다 에너지 밀도를 높이기 위해서는, 전극의 로딩(loading) 양을 증가시키는 한편 다른 기타 부품의 부피 및 무게를 감소시켜야 한다. 즉, 에너지 밀도가 높은 전지를 만들기 위해서는 전극의 집전체에 도포되는 합제층의 두께를 증가시켜야 한다. 또한, 전극의 두께 증가에 따른 전지의 부피 증가를 막기 위하여 스택(stack) 수를 줄이면서도 최종 전지의 에너지 밀도를 더욱 높이는 기술이 요구된다. 그런데, 상기 전극의 두께를 증가시키면 여러 문제들이 발생한다.
그 중 가장 큰 문제가 되는 것은 전극의 전해액 젖음(웨팅: wetting)이 충분히 이루어지지 않는다는 점이다. 일반적으로 전해액은 전극 합제 성분들에 대한 친화성이 높지 않을 뿐만 아니라, 합제층의 부피를 크게 하는 경우에는 그에 따라 전해액의 이동 경로가 길어지므로, 전해액의 침투가 용이하지 않아 충분한 젖음성을 달성하기 어렵다. 전극에 전해액이 충분히 침투하지 못하면, 이온의 이동이 느려지게 되어 전극 반응이 원활히 이루어질 수 없고 결과적으로 전지의 효율이 저하된다.
따라서, 전지의 제조 과정에서 전극의 전해액에 대한 젖음성을 증가시켜 전지의 제조 시간을 단축하고 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 전극의 전해액에 대한 젖음성을 향상시킬 수 있고, 전지의 제조시간을 단축하며 전지성능을 향상시킬 수 있는 이차전지의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 하기 단계들을 포함하는 주액공정 및 웨팅공정을 거치지 않는 이차전지의 제조방법을 제공한다.
양극/분리막/음극의 적층구조인 전극조립체를 제조하는 단계;
상기 전극조립체를 전해액에 수초 내지 수분 동안 침지하는 단계; 및
전해액이 함침된 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계;
상기 전극조립체는 특별히 제한되지 않으며 젤리-롤형, 스택형, 및 스택/폴딩형 중 선택된 타입 중 어느 하나일 수 있다.
상기 전극조립체는 단방향 셀 또는 양방향 셀일 수 있다.
상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해질서, 비수 전해액, 고체 전해질, 및 무기 고체 전해질로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 전지케이스는 알루미늄 라미네이트 시트로 된 파우치형 케이스일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 원통형 또는 각형 케이스를 이용할 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 리튬 이차전지를 제공한다.
본 발명은 주액공정을 포함하지 않고 이차전지를 제조하는바, 전극조립체를 전해액에 담지하여 충분히 젖게 한 후 밀폐함으로써 주액 공정 및 진공 하에서의 웨팅(wetting) 공정을 거치지 않는다. 따라서, 간소화된 공정을 통해 전지 생산효율이 상승할 뿐만 아니라 전극에 전해액을 충분히 함침시키지 못해 발생하는 전극의 성능저하를 개선할 수 있다.
또한, 전해액이 이미 충분히 함침된 상태에서 에이징(aging)을 실시할 수 있는바 종래 대비 짧은 시간에 에이징 공정을 완료할 수 있게 되어, 완성된 셀 제조에 소요되는 공정시간이 전체적으로 크게 단축된다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명은 하기 단계들을 포함하는 이차전지의 제조방법을 제공한다.
(a) 양극/분리막/음극의 적층구조인 전극조립체를 제조하는 단계;
(b) 상기 전극조립체를 전해액에 수초 내지 수분 동안 침지하는 단계;
(c) 전해액이 함침된 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계;
본 발명의 제조방법에 따르면 먼저 전극조립체를 직접 전해액에 담궈 함침시킨 후 전지케이스로 밀봉하는 점에 특징이 있다.
종래 이차전지는 통상 전극조립체를 전지케이스에 수납한 후 전해액을 주액하는 주액공정을 거치는바 주액한 전해액이 전극에 잘 젖도록 하기 위해 진공처리과정을 거친다. 하지만 이러한 전해액 함침공정은 시간이 수초 내지 수분 정도에 불과하여 공극률이 큰 전극에 주입되기에는 충분하지 못한 시간이다. 또한 각 전극이 균일하게 함침되지 못하면 전지성능에 좋지 않은 영향을 미치고, 주입한 전해액이 감압에 의해 파우치 밖으로 새어나올 가능성도 있다.
그러나, 본 발명은 전극조립체를 전해액에 침지시키는 공정(dipping)만으로 전해액의 주입 공정과 진공 처리를 통한 함침 공정이 하나의 공정을 통해 달성된다. 이와 같이 간소화된 공정을 통해 전지 생산효율이 상승할 뿐만 아니라 전극에 전해액을 충분히 함침시키지 못해 발생하는 전극의 성능저하를 개선할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.
상기 단계(a)는 전극조립체를 제조하는 단계로서 당업계에 알려진 통상적인 방법으로 제조될 수 있다. 일반적으로, 이차전지를 구성하는 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다.
상기 젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에는 적합하지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는 전극활물질의 박리 문제, 낮은 공간 활용성 등의 단점을 가지고 있다.
반면에, 상기 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위 셀들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.
이에 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 풀셀(full cell) 또는 바이셀(bi cell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 사용하여 폴딩한 구조의 전극조립체가 본 출원인에 의해 개발되었다. 이러한 구조의 전극조립체는 기존의 폴딩형과 스택형이 복합된 구조로서 이른바 '스택/폴딩형 전극조립체'라고 한다.
상기 '풀 셀(full cell)'은, 양극/분리막/음극의 단위 구조로 이루어져 있는 단위 셀로서, 셀의 양측에 각각 양극과 음극이 위치하는 셀이다. 이러한 풀 셀은 가장 기본적인 구조의 양극/분리막/음극 셀과 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 셀 등을 들 수 있다. 이러한 풀 셀을 사용하여 이차전지 등의 전기화학 셀을 구성하기 위해서는, 분리필름이 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 다수의 풀 셀들을 적층하여야 한다.
상기 '바이셀(bicell)'은, 양극/분리막/음극/분리막/양극의 단위 구조 및 음극/분리막/양극/분리막/음극의 단위구조와 같이 셀의 양측에 동일한 전극이 위치하는 단위 셀이다. 이러한 바이셀을 사용하여 이차전지를 포함한 전기화학 셀을 구성하기 위해서는, 분리필름이 개재된 상태에서 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀(양극 바이셀)과 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀(음극 바이셀)이 서로 대면하도록 다수의 바이셀들을 적층하여야 한다. 경우에 따라서는, 더 많은 적층 수의 바이셀들도 가능한바, 예를 들어, 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극 및 음극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀도 가능하다.
상기 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 더욱 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원들은 본 발명의 내용에 참조로서 합체된다.
본 발명에서의 전극조립체는 양극탭과 음극탭이 같은 방향에 위치하는 단방향 셀이거나 양극탭과 음극탭이 서로 반대 방향에 위치하는 양방향 셀일 수 있다. 구체적으로, 셀을 전해액이 담긴 통에 수평으로 침지할 시 단방향 셀과 양방향 셀 모두에 적용이 가능하다. 다만, 셀을 전해액이 담긴 통에 수직으로 침지할 시 양방향 셀의 경우 양극 또는 음극 한쪽의 탭과 리드가 전해액과 직접 접촉하여 부식이 발생할 우려가 있는바, 수직 침지의 경우라면 단방향 셀에만 적용함이 보다 바람직할 것이다.
상기 양극, 음극의 전극은 당업계에 알려진 통상적인 방법으로 제조될 수 있으며, 예를 들어, 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전제 및 결착제의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 하나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬망간 산화물(LiMnO2); 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 니켈 사이트형 리튬 니켈 산화물(lithiated nickel oxide); 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 리튬 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 또는 이들의 조합에 의해 형성되는 복합 산화물 등과 같이 리튬 흡착 물질(lithium intercalation material)을 주성분으로 하는 화합물과 혼합 사용할 수 있다.
상기 음극 활물질은 비정질 카본 또는 정질 카본을 포함하며, 구체적으로는 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 전극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 도전제는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전제는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 결착제는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 결착제의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에서 상기 전극들을 절연시키는 것으로서 통상 알려진 폴리올레핀계 분리막이나, 상기 올레핀계 기재에 유,무기 복합층이 형성된 복합 분리막 등을 모두 사용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
상기 침지 공정(b)은 전극조립체를 전해액이 포함된 용기(bath)에 수초 또는 수분 동안 담그는 공정으로서 공정이 매우 신속하고 간단하게 이루어질 수 있다. 구체적인 함침시간은 폴딩된 셀의 두께와 사용된 활물질 및 분리막의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 5분 ~ 10분 정도의 시간 동안 함침시킬 수 있다. 또한, 함침과 동시에 전해액이 포함된 용기의 뚜껑을 닫고 순간 감압(예컨대, 30초 정도 감압)을 시키면 함침시간을 더욱 효과적으로 단축시킬 수 있다.
상기 전해액은 예를 들어 리튬염 함유 비수계 전해질로서, 이는 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑 (franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4-페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
상기 단계(c)는 전해액이 함침된 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계로서 전지 케이스는 특별히 제한되지 않으며, 캔으로 된 원통형, 코인형, 각형 또는 파우치(pouch)형이 가능하다. 예를 들어 파우치형 케이스는 알루미늄 라미네이트 시트를 가공하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이차 전지의 제조방법은 전술한 단계 이외에, 화성 공정(formation), 또는 에이징 공정(aging)을 더욱 거칠 수 있다.
상기 화성 공정은 전지를 활성화하기 위해 충방전을 일부 실시하여 음극 표면에 SEI 막을 형성하는 단계로서, 일반적으로 일정 범위의 정전류 또는 정전압으로 충방전을 반복하는 것으로 진행한다.
상기 에이징 공정은 상기와 같이 활성화된 전지를 일정기간 방치함으로써 안정화시키는 것이다.
또한, 에이징 공정 이후 가스를 제거하는 단계(degassing)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 포메이션 단계의 SEI 막 형성시 발생하는 이산화탄소, 메탄 등의 가스, 뿐만 아니라 고온 에이징 단계에서 발생하여 추후 전지의 부풀림 현상을 야기하는 전술한 성분의 가스 등을 미연에 제거하게 된다.
이상 기재된 제조방법은 이에 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라 전술한 공정들을 선택적으로 예비(pre-) 단계 및 후(post-) 단계를 추가 또는 배제시킬 수 있으며, 또는 하나로 병합할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 리튬 이차전지를 제공한다. 상기와 같은 방법에 의해 제조되는 리튬 이차 전지는 리튬 금속 이차전지, 리튬 이온 이차전지, 리튬 폴리머 이차전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차전지 등을 포함한다.
또한 본 발명은 당 업계의 통상의 방식에 따라 상기 이차전지를 다수 개 직렬 또는 병렬 연결하여 안정성이 향상된 전지 모듈을 제공한다.
또한, 당 업계의 통상의 방식에 따라 상기 전지 모듈을 포함한 안전성이 향상된 전지 팩을 제공하는 것도 가능하다.
상기 안전성이 향상된 전지 팩은 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등의 전기차; 이-바이크(E-bike) 또는 이-스쿠터(E-scooter) 등의 전기 이륜차; 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 및 전기 상용차 등의 중대형 디바이스 전원으로 사용 가능하다.
이하, 실시예에서 본 발명을 더욱 자세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 리튬 이차전지의 제조
1-1. 양극제조
양극활물질로 LiCoO2를 사용하였고, LiCoO2 95 중량%, Super-P(도전제) 2.5 중량% 및 PVDF(결합제) 2.5 중량%의 조성으로 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 집전체 상에 코팅, 건조 및 압착하여 양극을 제조하였다.
1-2. 음극제조
음극 활물질로는 인조흑연을 사용하였고, 인조흑연 95.3 중량%, Super-P(도전제) 0.7 중량% 및 PVDF(결합제) 4 중량%의 조성으로 용제인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 구리 집전체 상에 코팅, 건조 및 압착하여 음극을 제조하였다.
1-3. 전해액 제조
에틸렌 카보네이트(EC)와 디메틸카보네이트(DMC)의 부피비가 1:2인 용액에 1몰의 LiPF6을 용해시켜 전해액을 제조하였다.
1-4. 전지 제조
상기 1-1, 1-2에서 제조된 양극, 음극 사이에 다공성 분리막(상표: 셀가드)을 개재시켜 전극조립체를 제조하고 이를 상기 1-3에서 제조된 전해액이 담긴 용기(bath)에 0.1 ~ 0.2 시간 동안 침지하였다. 그런 다음 전극조립체를 꺼내어 파우치형 전지 케이스에 투입하여 전지를 완성하였다.
비교예 1. 종래의 방법으로 리튬 이차전지의 제조
실시예 1의 1-4 단계에서 상기 1-1, 1-2에서 제조된 양극, 음극 사이에 폴리프로필렌 분리막을 개재시켜 전극조립체를 제조한 후 파우치형 전지 케이스에 투입한 후, 상기 1-3에서 제조된 전해액을 주액하여 전지를 완성하였다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석 되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 양극/분리막/음극의 적층구조인 전극조립체를 제조하는 단계;
    상기 전극조립체를 전해액에 수초 내지 수분 동안 침지하는 단계; 및
    전해액이 함침된 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계;
    를 포함하는, 이차전지의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극조립체는 젤리-롤형, 스택형, 및 스택/폴딩형 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 이차전지의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전극조립체는 단방향 셀 또는 양방향 셀인 것을 특징으로 하는, 이차전지의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해질서, 비수 전해액, 고체 전해질, 및 무기 고체 전해질로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 이차전지의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전지케이스는 알루미늄 라미네이트 시트로 된 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는, 이차전지의 제조방법.
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